(57)【要約】【課題】  有機溶媒を殆ど或いは全く用いずに、木質材への樹脂材料の含浸性を向上させることができ、低コストで木質材を補強できる方法を提供することを課題とする。【解決手段】  木質材にコロナ放電処理を施し、該コロナ放電処理を施した木質材に樹脂材料を含浸させ硬化させる木質材の補強方法を提供する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
木質材にコロナ放電処理を施し、該コロナ放電処理を施した木質材に樹脂材料を含浸させ硬化させることを特徴とする木質材の補強方法。
【請求項２】
前記樹脂材料がイソシアネート樹脂であり、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネートを必須成分とすることを特徴とする請求項１記載の木質材の補強方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の木質材の補強方法により、補強されてなることを特徴とする木質材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、木質材の補強方法及び該補強方法により補強された木質材に関する。
【背景技術】
【０００２】
木質板等の木質材は、比較的軽量で安価であるため、従来より、木造住宅用建材や船舶、建築現場等の足場、その他の用途に使用されている。この種の木質材は、鉄材等の金属材料と比較すると、柔らかく柔軟性があり、釘や接着剤等により容易に接合させることができる反面、耐水性や耐薬品性に乏しく、また、機械的強度は弱く、外部からの衝撃、摩擦等による傷や摩耗が生じやすい。
【０００３】
そのため、外部からの衝撃、摩擦等による傷や摩耗から木質材を守るべく、機械的強度を向上させたり、或いは耐水性や耐薬品性を向上させるための補強方法が種々提案されている。
例えば、特許文献１には、木質材たる化粧単板にイソシアネート等の樹脂材料を含浸させ、該イソシアネートと水とを反応させて重合体を形成し固化させて木質材を補強することが開示されている。
【０００４】
ところで、上記のように木質材に樹脂材料を含浸させる場合、殆どが有機溶剤を用いて該樹脂材料の粘性を低下させて含浸し易いようにしている。
【０００５】
しかし、上記従来の方法は、有機溶剤を用いているため、有機溶剤の揮散、臭気及び人体への影響を防ぐための環境保全対策、強い引火性による製造設備の防爆対策等の面から生産コストが高くなるという問題がある。
【０００６】
また、無溶媒で樹脂材料を木質材に含浸させた場合には、木質材の濡れ性が悪いため、なかなか樹脂材料が木質材に含浸せず、また、乾燥性が悪いため木質材の表面に樹脂材料が残り、製造ラインで該木質材同士を重ねてしまうと接着してしまうという問題もある。
【０００７】
そのため、有機溶媒を殆ど或いは全く用いずに、木質材への樹脂材料の含浸性を向上させることができ、低コストで木質材を補強できる方法が要望されている。
【０００８】
【特許文献１】特開平３−２７５３０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記従来の問題点及び要望に鑑み、有機溶媒を殆ど或いは全く用いずに、木質材への樹脂材料の含浸性を向上させることができ、低コストで木質材を補強できる方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、前記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、木質材の表面を処理することにより、有機溶媒を殆ど或いは全く用いずに、木質材への樹脂材料の含浸性を向上させることができ、低コストで木質材を補強できる方法を見いだし、本発明を完成するに至った。
【００１１】
即ち、本発明は、木質材にコロナ放電処理を施し、該コロナ放電処理を施した木質材に樹脂材料を含浸させ硬化させることを特徴とする木質材の補強方法を提供する。
木質材にコロナ放電処理を施すことで、該木質材が改質され、有機溶媒を殆ど或いは全く用いずに、木質材への樹脂材料の含浸性が向上し、該含浸させた樹脂材料を硬化させることで木質材が補強される。
【００１２】
また、本発明においては、前記樹脂材料がイソシアネート樹脂であり、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネートを必須成分とすることが好ましい。
該ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネートは、反応活性が高く、作業性が良く、更に低毒性であるため、必須成分とすることが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る木質材の補強方法を用いれば、有機溶媒を殆ど或いは全く用いずとも、木質材への樹脂材料の含浸性を向上させることができ、低コストで木質材を補強できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明に係る木質材の補強方法について説明する。
本発明の木質材の補強方法においては、まず木質材にコロナ放電処理を施す。
【００１５】
本発明で用いられる木質材としては、例えば、広葉樹、針葉樹等から製造されるもの或いは木質チップ、木質ファイバー、木質粉等から製造されるものがある。
尚、木質材には、例えば、木質板等も含まれる。
【００１６】
ここで、コロナ放電処理としては、例えば、空気中に設置した電極間に交流又は直流の高電圧を印加してコロナ放電を発生させ、その中に木質材を入れることによって該木質材を改質する方法を採用することができる。
【００１７】
前記コロナ放電処理により木質材に与えられるエネルギー量としては、電圧２００Ｖにおいて、電力：０．１〜１０ｋＷの範囲が用いられる。
前記電力が、１０ｋＷを超えると木質材の表面が一部炭化する虞がある。
また、前記電力が、０．１ｋＷ未満であれば、木質材を処理した効果が得られず、樹脂材料の含浸性が向上しない虞がある。
【００１８】
前記コロナ放電処理を行う際の木質材表面と電極との間隔は、０．１〜１０ｍｍであり、好ましくは２〜５ｍｍである。
前記間隔が、上記範囲内にあれば、木質材への樹脂材料の含浸性を向上させることができる。
【００１９】
前記コロナ放電処理のエネルギーを調整するには、木質材に与えられる印加電圧や電極間距離或いは木質材と電極との距離等を調整する方法が挙げられる。
コロナ放電処理のエネルギーを調整することで、木質材への樹脂材料の含浸性を調整することができる。
【００２０】
具体的には、コロナ放電処理を行う電極を固定しておき、ローラ等を用いて木質材を所定の速度で電極間を移動させて処理を行う方法或いは木質材を固定しておき、コロナ放電処理を行う電極を所定の速度で移動させて処理を行う方法等を用いることができる。
また、例えば、コロナ放電処理を行う電極を固定しておき、ローラ等を用いて木質材を所定の速度で電極間を移動させて該木質材にコロナ放電処理を行った後、再度、同様の操作を行い、複数回該木質材にコロナ放電処理を行うこともできる。
【００２１】
木質材にコロナ放電処理を行うことで、該木質材の表面に反応性や極性の高い活性基（例えば、水酸基（−ＯＨ）、カルボン酸基（−ＣＯＯＨ）等の酸化によって生じた活性基）が生成する等により、表面の濡れ性等が高められ含浸性が向上するものと考えられる。
【００２２】
本発明の木質材の補強方法においては、次に、前記コロナ放電処理を施した木質材に樹脂材料を含浸させ硬化させる。
前記樹脂材料としては、イソシアネート樹脂が挙げられ、具体的には、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート（モノメリック−ＭＤＩ）、液状変性ＭＤＩ、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート（ポリメリック−ＭＤＩ）、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＭＤＩ）、ＨＭＤＩ三量体、イソホロンジイソシアネート、トリジンジイソシアネート、キシリジンジイソシアネート等が挙げられる。
尚、これらは、単独で用いることもできるし、２種以上を混合して用いることもできる。
これらの中でも、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート（ポリメリック−ＭＤＩ）を必須成分とするイソシアネート樹脂が好適に用いられる。
【００２３】
前記コロナ放電処理を施した木質材に前記樹脂材料を含浸させるには、該木質材の表面に有機溶媒を殆ど用いない樹脂材料或いは有機溶媒を全く用いない樹脂材料を直接塗布し、含浸させる方法を用いることができる。
【００２４】
コロナ放電処理を施した木質材の表面に塗布する樹脂材料の量としては、該木質材１ｍ2当たり、樹脂材料が１０〜２００ｇである。
上記範囲内の量を塗布することで、木質材の表面から内部に向かって０．０２〜２ｍｍ樹脂材料を含浸させることができる。
【００２５】
前記樹脂材料を硬化させる方法としては、用いる樹脂材料に適した硬化方法を用いることができる。例えば、光重合、熱重合或いは反応開始剤を用いる重合法等である。
樹脂材料として、イソシアネート樹脂を用いた場合には、湿気と熱により硬化させることができる。
【００２６】
本発明に係る木質材の補強方法は、有機溶媒を殆ど或いは全く用いないため安全性が高く、また、従来であれば含浸性の低い木質材に樹脂材料の含浸を可能とするものである。
また、本発明に係る木質材の補強方法で得られた木質材は、外部からの衝撃、摩擦等による傷や摩耗に強く、また、機械的強度、耐薬品性や耐水性も向上されているものである。
【実施例】
【００２７】
以下、実施例を用いて本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。
【００２８】
（樹脂含浸距離の測定）
樹脂材料が木質材にどれくらいの距離まで含浸したかは、木質材厚み方向の切り出し断面を観察することで測定した。
【００２９】
（乾燥時の表面状態）
乾燥時の表面状態は、含浸状態を目視で、含浸した後の付着状態を指触で確認した。
【００３０】
（乾燥時間の測定）
ＪＩＳ Ｋ ５４００の６．５に準拠して測定した。
【００３１】
（硬度（shore D）の測定）
樹脂材料を硬化させた後の木質材の硬度（木質材の表面硬度）は、ＪＩＳ Ｋ ７２１５に準拠して測定した。
【００３２】
（実施例１）
コロナ放電処理装置（春日電機製、「ＡＧＩ−９７０ＰＴＳ」）を用い、空気中で、電圧：２００Ｖ、電力：０．３ｋＷ、木質材表面と電極との距離５ｍｍ、走行速度３ｍ／ｍｉｎで中質繊維板（幅：１５mm×厚み：１０mm×長さ：１２m）を走行させてコロナ放電処理を行った。
該コロナ放電処理後、該中質繊維板にポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート（ポリメリック−ＭＤＩ）を無溶媒で該中質繊維板１ｍ2に対して、５０ｇ塗布し、乾燥後、湿気硬化法で該ポリメリック−ＭＤＩを硬化させ、補強中質繊維板を得た。
コロナ放電処理後、中質繊維板にポリメリック−ＭＤＩを塗布した際の樹脂含浸距離、乾燥時の表面状態及び乾燥時間を測定した。
その結果を表１に示した。
【００３３】
（実施例２）
コロナ放電処理を電力：０．３ｋＷで２回行ったこと以外、実施例１と同様の方法を用いて補強中質繊維板を得た。また、実施例１と同様の測定をした。
その結果を表１に示した。
【００３４】
（実施例３）
中質繊維板の走行速度を６ｍ／ｍｉｎとした以外は、実施例１と同様の方法を用いて補強中質繊維板を得た。また、実施例１と同様の測定をした。
その結果を表１に示した。
【００３５】
（実施例４）
コロナ放電処理を電力：０．５ｋＷで行った以外は、実施例１と同様の方法を用いて補強中質繊維板を得た。また、実施例１と同様の測定をした。
その結果を表１に示した。
【００３６】
（比較例１）
コロナ放電処理を行っていない中質繊維板を用いた以外は、実施例１と同様の方法を用いて補強中質繊維板を得た。また、実施例１と同様の測定をした。
その結果を表１に示した。
【００３７】
【表１】
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（＊１）参考例として、コロナ放電処理及び樹脂成分の含浸も行わなかった中質繊維板の表面硬度を示したものである。
【００３８】
木質材のコロナ放電処理を施すことで樹脂材料の含浸性が向上し、木質材の表面硬度も向上することが判明した。